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La Plateforme multiaxiale de 3ème génération

Ce projet, déposé par le CNRS (INSIS) dans le cadre de l'appel d'offre SESAME 2006, a été mené durant les années 2007-2012.
Il a conduit à des investissements pour un montant total de 3 M€ HT (dont 1.8 M€ HT pour le LMT-Cachan) pour l'acquisition et la rénovation de moyens de sollicitations mécaniques et d'observations associées.
Il a été soutenu par la Région Ile de France (à hauteur de 27 %) et concerne trois laboratoires franciliens (CdM-ENSMP, LMS-Ecole Polytechnique et le LMT-Cachan).Il constitue l'un des projets fédératifs de la Fédération Francilienne de Mécanique des matériaux, structures et procédés (F2M-msp, FR 2609).


L'objectif a été de créer une plateforme d'expérimentations mécaniques multiaxiales, unique en France et en Europe, en mobilisant le savoir-faire expérimental et numérique de la Fédération Francilienne de Mécanique pour pouvoir répondre aux défis de l'ingénierie moderne et à son souhait d'une conception plus fiable et durable, plus rapide, tout en restant aussi simple que possible. Il s'agit de développer, à diverses échelles, des méthodes d'identification et de validation :

  •  de lois de comportement sous sollicitations multiaxiales

essais biseauDes essais « biseau » (photo ci-contre) ont été menés sur des nids d'abeille pour caractériser leur comportement dynamique sous compression et cisaillement. Combinés à de l'imagerie rapide, ils permettent l'identification de deux modes distincts de ruine sous sollicitation combinée.
D'autre part, des techniques expérimentales innovantes en dynamique et impact ont également été développées.
Enfin, la modélisation multiéchelle du comportement magnéto-élastique a été menée grâce à des essais multiaxiaux originaux.


  •  en endommagement fatigue, fissuration, instabilité et rupture

astree coupe

Les travaux sur la fissuration ont été étendus au cas des modes mixtes et ont clairement démontré, par la réalisation d'essais de fissuration en mode mixte I+II et I+II+III sur la machine Astrée (rénovée), l'importance des effets de forme du trajet de chargement sur la vitesse et sur le trajet de propagation des fissures de fatigue. Le modèle incrémental de fissuration en fatigue a ainsi pu être étendu à des cas très complexes.


  •  de modèles pour les assemblages et liaisons

essais hybrides

Des essais hybrides de type pseudo-dynamique ont été conduits sur des assemblages voile-plancher de structures de bâtiments permettant d'identifier le comportement mécanique sous sollicitations sismiques de liaisons innovantes d'un point de vue thermique. L'interaction calcul non linéaire - essai a permis de prendre en compte un chargement dynamique réaliste dans un cadre quasi-statique.

Toutes ces réalisations ont également été possibles grâce à l'utilisation systématique de mesures de champs cinématiques par corrélation d'images, thermiques par thermographie IR, de phases et de « contraintes » par diffraction des rayons X, ainsi que les techniques d'identification associées. Une grande partie des développements numériques est implantée dans la plateforme logicielle Metil du LMT. Enfin, de nouvelles perspectives sont offertes en termes de pilotage à partir de grandeurs mécaniques (p.ex. dans la cadre du projet CONCRET).

    


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François HILD
Directeur de Recherche au CNRS